La integración de una gran cantidad de tecnologías de comunicación podría promover el control remoto de los robots de precisión.
A pesar de su utilidad innegable, se sabe que las redes de comunicación experimentan latencia y, a veces, fallan, lo que los hace menos confiables para los casos de uso con resistencia cero a la falla. Predicte-6G aprovecha la sinergia de Ethernet, celular y WiFi, y los conecta a través de superposiciones lógicas para crear una red confiable y decisiva que pueda proporcionar servicios de red sensibles al tiempo (TSN). Este último incluye la industria de conectividad, que permite el control remoto de dispositivos en los pisos de fábrica, mejora la salud y la seguridad operativas y reduce OPEX a través de comandos y control centralizados.
La clave para la proposición de valor predicto de 6 g es la creación de un plano de datos de tecnología múltiple (MDP) de múltiples dominios y un plano de control de inteligencia artificial (AI) (AICP). MDP proporciona una infraestructura física que une las tecnologías de acceso para garantizar la entrega de paquetes de extremo a extremo.
La tecnología de acceso es similar a los sistemas de transporte con diferentes niveles de confiabilidad. El cableado TSN puede considerarse el transporte ferroviario con rutas dedicadas, Wifi es una red de carreteras en el país sin semáforos, y la red celular de 3GPP es una red de carreteras bien regulada con semáforos en cada intersección. Actualmente, el objetivo principal de Predicto-6G puede considerarse que entrega artículos importantes como los riñones, desde donantes remotos hasta hospitales de largo alcance, para trasplantes programados justo a tiempo con todos estos sistemas diferentes.
Se trata de redes deterministas para garantizar que esta entrega siempre llegue a tiempo y llegue independientemente de qué red se mueva. Eso significa garantizar el tiempo y la confiabilidad, como saber exactamente cuándo llegará el tren o que su importante paquete no se perderá ni retrasará inesperadamente.
El objetivo es crear rutas perfectas y predecibles para datos críticos en estas redes mixtas. La entrega de paquetes debe ajustarse para garantizar que no haya retraso introducido en la intersección de diferentes tecnologías de comunicación.
MDP
La arquitectura 6G predictiva que se muestra en la Figura 1 utiliza redes deterministas de IETF (Detnet) como un tipo de traductor o capa de gestión universal en estas diferentes redes de comunicación. Detnet actúa como una superposición de «servicio expreso». Nuestra analogía gestiona cómo los paquetes «deterministas» de mayor prioridad los mueven, en lugar de reemplazar los camiones de carreteras y trenes. Para garantizar que se satisfagan las necesidades de tiempo y confiabilidad.
Por lo tanto, cada tecnología debe adaptarse para cumplir con estos requisitos.
TSN cableado
Los TSN cableados ya están diseñados para el tráfico determinista. Use estándares como IEEE 802.1QBV para la programación de prioridad para múltiples tipos de tráfico y 802.1As para la sincronización. Además, la duplicación de cuadros y la eliminación para la fiabilidad (FRER) envían múltiples copias del paquete para garantizar la entrega (el receptor elimina los duplicados).
Wifi
Wifi es menos predecible dados los muchos dispositivos habilitados para WiFi que comparten canales. Para habilitar el determinismo, la predicción-6G adopta varias mejoras. El primero de ellos es un tiempo de vigilia limitado (RTWT reduce el uso del canal, ya que es una característica que permite que los dispositivos se despierten y duerman en diferentes momentos). Del mismo modo, la sincronización del tiempo alinea el período de estela con los ciclos de envío y recepción. La tercera mejora importante es reducir los retrasos impredecibles para el acceso aleatorio normal, ya que es la programación de acceso al canal.
3GPP
3GPP también es la mejor red de eficiencia y requiere ajuste para permitir el determinismo. Estas claves deben mantener la latencia baja y consistente con una cuidadosa asignación de recursos de recursos de radio y programación de tráfico. En segundo lugar, los componentes especiales llamados Transladores TSN (DS-TT y NW-TT) están en el borde de una red de 3GPP, por lo que 3GPP actúa como un interruptor TSN y permite conexiones suaves con otras redes habilitadas para TSN. Finalmente, adaptar la configuración de calidad de la señal (seleccionando cuidadosamente el número de bits por símbolo enviado) evita errores y retransmisiones que causan retrasos. Además, las técnicas de eliminación adaptativa reducen las variaciones en los tiempos de llegada de paquetes.
IETF Detnet
Esta es la capa que reúne estas diferentes tecnologías de comunicación. Los dispositivos o nodos en las intersecciones de la red (como las puertas de enlace y los enrutadores) tienen capacidades netas muertas adicionales. Una de esas funciones es «adelante». Esto implica enviar paquetes a lo largo de la ruta correcta. La encapsulación y la desencapsulación implican encerrar paquetes de datos deterministas dentro de otro paquete (como colocar letras en una envoltura expresa especial) cuando ingresan a la parte de la red muerta de la red y los extraen cuando se van. Esto a menudo se realiza utilizando métodos como el etiquetado MPLS y el túnel UDP/IP. La tercera función importante es la replicación de paquetes, la eliminación y las funciones de pedido (preF). Esto agrega robustez enviando múltiples copias de paquetes sobre diferentes rutas para la confiabilidad, descartando el rango de llegada (excluido), asegurando que el paquete se entregue en la secuencia correcta. Esto ayuda a suavizar la entrega y a reducir la «fluctuación» (variación en el retraso).
Esta integración de múltiples redes se ha probado con éxito en una configuración de laboratorio real utilizando equipos disponibles comercialmente. Esto indica que es posible trabajar juntos para proporcionar servicios deterministas de extremo a extremo.
Además, al agregar un agente MDP para proporcionar la funcionalidad determinista requerida en la parte superior, este sistema puede incluir redes o dispositivos que no tienen una funcionalidad determinista incorporada.
AICP
AICP es un sistema de gestión central inteligente ubicado sobre MDP. Su objetivo principal es administrar estas diferentes redes de manera unificada para proporcionar servicios deterministas garantizados de extremo a extremo.
AICP es jerárquico. Por otro lado, un dominio de gestión local (MD) administra solo un tipo de tecnología de red (como una red WiFi o una red de 3GPP). Por otro lado, el dominio de gestión de extremo a extremo (E2E) es responsable de supervisar toda la ruta de los paquetes en todas las diferentes redes.
AICP crea una vista común simplificada de cada dominio de red. En lugar de conocer todas las carreteras o vías de tren, a nivel E2E, observamos las conexiones simplificadas entre la entrada principal y los puntos de salida para cada dominio de la red (como «cortes de red») y los detalles de los tipos de características de servicio expreso que ofrece el dominio (como la baja latencia garantizada o la alta fiabilidad). MDS local ayuda a proporcionar esta vista simplificada.
Al igual que las organizaciones complejas, AICP tiene diferentes departamentos, cada uno con un trabajo específico.
Ingesta de servicio: actúa como una recepción donde se reciben y verifican las solicitudes de servicio determinista (como enviar ese importante paquete).
Servicios de exposición: un «departamento» que recopila información de diferentes dominios de red (topología, capacidad disponible, características especiales, etc.) y pone esta información a disposición de otras partes de AICP.
Cálculo de ruta: Planificador de ruta. El nivel E2E planea la trayectoria general (secuencia de dominios de red para usar) y el nivel de MD local planea rutas específicas dentro de cada dominio de red.
Colaborador de recursos: el equipo que realmente establece el sistema de transporte. Le dice cómo los interruptores TSN con cable, los puntos de acceso WiFi y las funciones de red de 3GPP manejan cada paquete sensible de tiempo, asegurando que obtenga los servicios garantizados necesarios.
Automatización del servicio: actúa como un gerente de proyecto que supervisa todo el proceso de configuración (aprovisionamiento), mantiene y finalmente cierre los servicios (depreciación). Coordinar todos los demás departamentos. Funciona en un circuito cerrado y depende del control a través de algoritmos en lugar de humanos.
Recopilación y gestión de datos (monitoreo): recopile datos de rendimiento en tiempo real (por ejemplo, si se pierde una copia, cuánto se gastó el paquete) de todas las redes.
Sincronización de tiempo: asegura que todos los dispositivos involucrados funcionen simultáneamente en diferentes redes. Esto es extremadamente importante para el tráfico sensible al tiempo.
Además, AICP utiliza AI y Machine Learning (ML) y usa gemelos digitales (DTS, un modelo virtual inherentemente detallado de redes). Los gemelos digitales ayudan a simular los escenarios de WHIF y determinar si la red debería permitir nuevos flujos. AI/ML puede usar datos y simulaciones en tiempo real recopiladas de DTS para tomar decisiones más inteligentes sobre la planificación de rutas, la asignación de recursos y la respuesta rápidamente cuando los servicios no cumplen con las garantías. El marco MLOPS lo ayuda a administrar estas herramientas de IA.
Esencialmente, AICP es un sistema de control sofisticado que utiliza estructuras jerárquicas, abstracciones de datos y AI/ML con gemelos digitales, gestionando la complejidad de proporcionar servicios de comunicación deterministas garantizados en diversas tecnologías de red como TSN, WiFi y 3GPP. Los paquetes de datos críticos garantizarán que lleguen a tiempo planificando, configurando y monitoreando de manera inteligente rutas de extremo a extremo (independientemente de la combinación de redes por las que pasan).
Que vendrá después
Para cumplir con las métricas de rendimiento duras y críticas de los casos de uso vertical emergente de 6G, las capacidades de innumerables tecnologías de acceso deben explotarse con una ventaja y compensar la debilidad de la otra. Predicto-6G se centra en las industrias conectadas y en cómo controlar los dispositivos de forma remota, como los robots para eliminar la necesidad de colocar a los trabajadores en los pisos de fábrica. Las capacidades de red deterministas desarrolladas por Predicto-6G se pueden utilizar para permitir servicios críticos como cirugía remota remota utilizando robots quirúrgicos de alta precisión conectados a profesionales de área remota a través de innumerables tecnologías de acceso. Las posibilidades son infinitas.
Este artículo también se presentará en la 23a edición de trimestralmente Publicación.
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